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文檔簡介
主要內(nèi)容:
1、組合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展
2、組合結(jié)構(gòu)橋梁的設(shè)計(jì)
3、組合結(jié)構(gòu)橋梁的主要類型
4、我院組合結(jié)構(gòu)橋梁的應(yīng)用情況
5、組合結(jié)構(gòu)橋梁在我國的發(fā)展展望 主要內(nèi)容:
1、組合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展
2、組合結(jié)構(gòu)橋梁的設(shè)計(jì)
11、組合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展組合結(jié)構(gòu)橋梁的特點(diǎn)組合結(jié)構(gòu)橋梁在國外的發(fā)展組合結(jié)構(gòu)橋梁在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀(tobecontinued)1、組合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展組合結(jié)構(gòu)橋梁的特點(diǎn)2鋼-混組合結(jié)構(gòu)定義在型鋼或鋼板焊接(或冷壓)鋼構(gòu)件,上面、四周或內(nèi)部澆筑混凝土,使混凝土與鋼構(gòu)件形成整體,共同受力的結(jié)構(gòu),統(tǒng)稱為鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)。由鋼梁和混凝土板通過連接件連成整體而共同受力的承重構(gòu)件是為鋼-混組合梁。鋼-混組合結(jié)構(gòu)定義在型鋼或鋼板焊接(或冷壓)鋼構(gòu)件,上面、四3組合結(jié)構(gòu)橋梁的特點(diǎn)
鋼-混凝土結(jié)合結(jié)構(gòu)橋梁的主要特點(diǎn)是:組合結(jié)構(gòu)橋梁可以充分合理地發(fā)揮鋼與混凝土兩種材料的各自優(yōu)勢,可以最大程度地實(shí)現(xiàn)工廠化制造,減少現(xiàn)場操作,因而具有整體受力的經(jīng)濟(jì)性與工程質(zhì)量的可靠性。與鋼橋相比有:①節(jié)省鋼材;②降低建筑高度;②減少沖擊,耐疲勞;④減少鋼梁腐蝕;⑤減少噪音;⑥維修養(yǎng)護(hù)工作量較少等。與混凝土橋相比有:①重量較輕;②制造安裝較為容易;③施工速度快,工期短等。組合結(jié)構(gòu)橋梁的特點(diǎn)鋼-混凝土結(jié)合結(jié)構(gòu)橋梁的主要特點(diǎn)是:4組合結(jié)構(gòu)橋梁在國外的發(fā)展1950年前后歐美及日本等國開始發(fā)展組合橋梁研究;二戰(zhàn)后,20世紀(jì)60年代,歐美及日本等國的橋梁建設(shè)黃金期間,組合結(jié)構(gòu)橋梁以其整體受力的經(jīng)濟(jì)性、發(fā)揮兩種材料各自優(yōu)勢的合理性、便于施工的突出優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用,大量各種形式的組合結(jié)構(gòu)橋梁建成;(tobecontinued)組合結(jié)構(gòu)橋梁在國外的發(fā)展1950年前后歐美及日本等國開始發(fā)展520世紀(jì)70年代,歐美及日本等國家又投入大量資金進(jìn)行基礎(chǔ)性理論研究及試驗(yàn),制定組合結(jié)構(gòu)規(guī)范;目前國外幾個(gè)主要規(guī)范都包含組合結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)部分,如:EUROCODE、BS5400、DIN、AASHTO等;同時(shí),在深入研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實(shí)踐,發(fā)展了一些新的設(shè)計(jì)方法和施工工藝;(tobecontinued)20世紀(jì)70年代,歐美及日本等國家又投入大量資金進(jìn)行基礎(chǔ)性理620世紀(jì)80年代以來,國際橋梁及結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(IBASE)多次召開國際學(xué)術(shù)會議,對組合結(jié)構(gòu)橋梁在研究、設(shè)計(jì)、施工等方面的發(fā)展進(jìn)行交流和研討,進(jìn)一步促進(jìn)了組合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展;在法國,組合結(jié)構(gòu)橋梁最具競爭力的跨徑范圍為30~110m,跨度在40~100m范圍內(nèi)的公路橋梁中85%都是組合結(jié)構(gòu)橋梁;而TGV高速鐵路橋梁中組合結(jié)構(gòu)橋梁的比例占45%,之后建設(shè)的高速鐵路橋梁中組合結(jié)構(gòu)橋梁的比例更高;(tobecontinued)20世紀(jì)80年代以來,國際橋梁及結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(IBASE)多7英國,大多數(shù)20~160m及以上跨徑的公路橋,組合結(jié)構(gòu)橋梁競爭力很強(qiáng);德國及美國組合結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)用更廣泛;總之,組合結(jié)構(gòu)橋梁由于其整體受力的經(jīng)濟(jì)性、發(fā)揮鋼與混凝土兩種材料各自優(yōu)勢的合理性、以及便于施工的突出優(yōu)點(diǎn),在歐美、日本等國的橋梁建設(shè)中占有重要地位,德國、美國的應(yīng)用范圍更加廣泛,取得了世人矚目的成就。(tobecontinued)英國,大多數(shù)20~160m及以上跨徑的公路橋,組合結(jié)構(gòu)橋梁競8組合結(jié)構(gòu)橋梁在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀在國內(nèi),三十多年來:一方面,在尋求跨度突破的巨大技術(shù)需求推動下,大跨度橋梁得以快速發(fā)展并屢創(chuàng)世紀(jì)記錄;另一方面,在大量中小跨度橋梁中,混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土的橋梁占據(jù)絕對數(shù)量優(yōu)勢;組合結(jié)構(gòu)橋梁的技術(shù)水平落后于國際先進(jìn)水平。(tobecontinued)組合結(jié)構(gòu)橋梁在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀在國內(nèi),三十多年來:9形成中國組合結(jié)構(gòu)橋梁的研究與實(shí)踐都與其國際發(fā)展水平有明顯差距的原因有:
1)簡單的認(rèn)為:因鋼結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高而組合結(jié)構(gòu)橋梁造價(jià)就高;
2)簡單的認(rèn)為:鋼材較貴,同時(shí)我國勞動力較低;
3)深入研究表明:同等的設(shè)計(jì)理論、方法以及當(dāng)前國內(nèi)施工水平,在40~100m甚至更大的跨度范圍內(nèi),組合結(jié)構(gòu)完全可以在造價(jià)上與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)競爭。形成中國組合結(jié)構(gòu)橋梁的研究與實(shí)踐都與其國際發(fā)展水平有明顯差距102、組合結(jié)構(gòu)橋梁的設(shè)計(jì)組合結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念鋼-混組合梁橋設(shè)計(jì)總則組合梁內(nèi)力計(jì)算組合梁截面應(yīng)力計(jì)算組合梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算框圖(tobecontinued)2、組合結(jié)構(gòu)橋梁的設(shè)計(jì)組合結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)11組合結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)組合結(jié)構(gòu)橋梁的整體受力性能;負(fù)彎矩區(qū)的力學(xué)性能;橋面板的合理構(gòu)造;鋼與混凝土的連接性能;連接件的滑移影響與力學(xué)性能;鋼結(jié)構(gòu)屈服穩(wěn)定與構(gòu)造要求。組合結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)組合結(jié)構(gòu)橋梁的整體受力性能;12組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念13
長江三峽庫區(qū)向家壩大橋?yàn)?3.3m+72.2m+43.3m三跨連續(xù)鋼桁架組合梁,其材料費(fèi)用指標(biāo)與附近基本相同跨徑、橋?qū)?、橋高的峽口二號大橋?qū)Ρ热缦卤恚?/p>
橋名指標(biāo)向家壩大橋峽口二號大橋每平米橋面主梁混凝土總用量0.33m30.66m3主梁預(yù)應(yīng)力鋼材用量11.2kg46.1kg主梁鋼管、型鋼、鋼筋用量182.5kg96.0kg全橋造價(jià)(2000年)2834元4167元長江三峽庫區(qū)向家壩大橋?yàn)?3.3m+72.2m14鋼-混組合梁橋設(shè)計(jì)總則采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法,按分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年。主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限宜為100年。應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。應(yīng)考慮以下三種設(shè)計(jì)狀況:①持久狀況;②短暫狀況;③偶然狀況。鋼-混組合梁橋設(shè)計(jì)總則采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法15組合梁內(nèi)力計(jì)算
組合梁的作用(或荷載)效應(yīng)按彈性理論進(jìn)行算,截面抗力計(jì)算除有更為精確的非線性分析方法外應(yīng)采用彈性分析方法。按彈性理論計(jì)算鋼-混凝土組合梁:將鋼材和混凝土均視為理想的彈性體,其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系成正比。鋼梁與混凝土板之間具有可靠的連接,相對滑移很小,可忽略不計(jì)。組合梁的截面變形符合平截面假設(shè)。不考慮受拉區(qū)混凝土參與工作。組合梁內(nèi)力計(jì)算組合梁的作用(或荷載)效應(yīng)按彈性16組合梁截面應(yīng)力計(jì)算組合梁截面應(yīng)力的計(jì)算上有截面合力法與截面分力法兩種方法。鋼-混凝土組合梁中,我們習(xí)慣于把混凝土截面用等效的鋼截面代替,并將這種換算后的截面稱為換算截面。這樣,按換算截面的幾何特征值,直接利用材料力學(xué)公式即可計(jì)算組合梁的截面應(yīng)力和變形,是為截面分力法。組合梁截面應(yīng)力計(jì)算組合梁截面應(yīng)力的計(jì)算上有截面合力法與截面分17組合梁截面應(yīng)力計(jì)算—截面分力法
將截面上作用的彎矩M分解成分別作用在鋼梁與橋面板截面上的彎矩Ms、Mc及其軸力Ns、Nc,即采用截面分力法。
截面分力法(a)組合截面(b)應(yīng)變分布組合梁截面應(yīng)力計(jì)算—截面分力法將截面上作用的彎矩18組合梁截面應(yīng)力計(jì)算—截面分力法截面上分解的作用力平衡式為:其截面轉(zhuǎn)角與軸向變形的條件為:由上述組合截面的作用力平衡與位移條件式,可以推導(dǎo)出Ms、Mc、Ns、Nc的計(jì)算式為:組合梁截面應(yīng)力計(jì)算—截面分力法截面上分解的作用力平衡式為:19組合梁截面應(yīng)力計(jì)算—橋面板的有效寬度主梁Ga與Gb之間的橋面板截面內(nèi)應(yīng)力s(y)在主梁上成為最大、即達(dá)到smax,越到跨中變得越小,通常將這一現(xiàn)象稱為剪力滯。精確計(jì)算是比較復(fù)雜的,一般用橋面板有效寬度考慮。橋面板有效寬度:假設(shè)橋面板跨中某寬度的截面是不發(fā)揮作用的,僅某寬度λ范圍內(nèi)的截面承擔(dān)荷載。即有效寬度依據(jù)應(yīng)力分布面積相等,用下式計(jì)算:橋面板有效寬度計(jì)算示意計(jì)算橋面板有效寬度時(shí)的等效跨度取值組合梁截面應(yīng)力計(jì)算—橋面板的有效寬度主梁Ga與Gb之間的橋面20主梁截面的設(shè)計(jì)計(jì)算框圖主梁截面的設(shè)計(jì)計(jì)算框圖21主梁截面的設(shè)計(jì)計(jì)算框圖主梁截面的設(shè)計(jì)計(jì)算框圖22連續(xù)組合梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算框圖連續(xù)組合梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算框圖233、組合結(jié)構(gòu)橋梁的主要分類組合鋼板梁橋組合鋼桁梁橋組合鋼箱梁橋波形鋼腹板箱梁橋鋼桁腹桿組合梁橋除梁橋外,組合結(jié)構(gòu)還廣泛應(yīng)用于斜拉橋、拱橋與懸索橋等橋型中,鋼管混凝土拱橋即為很好的例子。幾種新型組合梁橋
(tobecontinued)3、組合結(jié)構(gòu)橋梁的主要分類組合鋼板梁橋24組合鋼板梁橋(鋼板梁+混凝土橋面板)I字型鋼板組合梁斷面圖組合鋼板梁橋(鋼板梁+混凝土橋面板)I字型鋼板組合梁斷面圖25早期的組合鋼板梁橋在并排鋼板梁間設(shè)置很多橫梁、水平及豎向支撐,在腹板上焊接很多橫向加勁肋,縱梁間距很??;20世紀(jì)80年代,上述問題得以持續(xù)改進(jìn),對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了大幅度簡化;目前,組合鋼板梁橋多采用雙主梁或少主梁形式,在20~150m跨度范圍內(nèi)有很強(qiáng)的競爭力。(tobecontinued)早期的組合鋼板梁橋在并排鋼板梁間設(shè)置很多橫梁、水平及豎向支撐26
法國里昂的Mascaret橋(主跨95m的變高組合鋼板梁橋,橋?qū)?3.12m) 法國里昂的Mascaret橋(主跨95m的變高組合鋼板梁27組合鋼桁梁橋(鋼桁架梁+混凝土橋面板)Korntal-MunchingenBridge(Germany),總長:300m;9跨;最大跨徑41m。組合鋼桁梁橋(鋼桁架梁+混凝土橋面板)Korntal-Mun28
組合鋼桁梁橋以其更能適應(yīng)大跨與重載的特點(diǎn)獲得發(fā)展與競爭力;
1)在德國的鐵路橋中,有較多的組合鋼桁梁橋,如:主跨208m的Nantenbach雙線鐵路橋,三跨連續(xù)梁中間支點(diǎn)的鋼桁架下弦設(shè)有混凝土板相結(jié)合共同受力。
2)丹麥的公鐵兩用厄勒海峽橋的引橋采用了主跨140m的等高度組合鋼桁梁橋,采用全截面預(yù)制整孔吊裝法施工;
3)日本主跨155m的小白倉公路橋是采用預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板的組合鋼桁梁橋;
4)西班牙主跨170m的Sil橋鋼桁梁采用頂推法施工。(tobecontinued) 組合鋼桁梁橋以其更能適應(yīng)大跨與重載的特點(diǎn)獲得發(fā)展與競爭力;29
德國Nantenbach橋,主跨208m的雙線鐵路橋,三跨連續(xù)梁中間支點(diǎn)的鋼桁架下弦設(shè)有混凝土板相結(jié)合共同受力。 德國Nantenbach橋,主跨208m的雙線鐵路橋,三跨30組合鋼箱梁橋
(閉合或槽型截面鋼箱梁+混凝土橋面板)槽型截面鋼箱梁橫截面組合鋼箱梁橋
(閉合或槽型截面鋼箱梁+混凝土橋面板)槽型截面31組合鋼箱梁橋具有抗扭能力強(qiáng)、整體性好、適合曲線以及更能適應(yīng)大跨等特點(diǎn),已經(jīng)有大量的公路、鐵路組合鋼箱梁橋建成。目前連續(xù)組合箱梁橋最大跨度已超過200m,單箱橋面寬度超過30m。(tobecontinued)組合鋼箱梁橋具有抗扭能力強(qiáng)、整體性好、適合曲線以及更能適應(yīng)大32德國海得明登的維拉河谷橋,主跨96m,施工時(shí)鋼箱梁先頂推到位,再現(xiàn)澆橋面板,采用中間支點(diǎn)附件橋面板后澆的間斷施工方法。德國Neuotting橋,主跨154m,采用了雙層組合結(jié)構(gòu),在中間支點(diǎn)附件鋼梁下翼緣附加有混凝土板。德國海得明登的維拉河谷橋,主跨96m,施工時(shí)鋼箱梁先頂推到位33波形鋼腹板箱梁橋
(波形鋼腹板+混凝土頂、底板)波形鋼腹板箱梁橋
(波形鋼腹板+混凝土頂、底板)34波形鋼腹板箱梁橋用波形鋼腹板取代混凝土箱梁的腹板,從而達(dá)到改善力學(xué)性能和減輕上部結(jié)構(gòu)自重的目的。該類橋梁在減少施工量、縮短工期、降低成本以及提高效益等方面有很大的優(yōu)勢。1986年,法國首次設(shè)計(jì)建成了Cognac橋,隨后分別建成了Maupre橋和Asterix橋等;1993日本開始了該類橋梁的建設(shè),陸續(xù)建成新開橋、本谷川橋、興津川橋等,迄今為止日本在建、已建的該類橋梁已有近200座。(tobecontinued)波形鋼腹板箱梁橋用波形鋼腹板取代混凝土箱梁的腹板,從而達(dá)到改35
波形鋼腹板PC組合箱梁橋在20世紀(jì)90年代被介紹到國內(nèi),此后國內(nèi)對這種橋型的科研工作也相繼開展,現(xiàn)已經(jīng)成為研究者的熱門研究課題之一;中國目前為止已建、在建的波形鋼腹板PC箱梁橋有:
青海三道河橋:50m單箱雙室簡支梁橋(已建);
江蘇淮安長征橋:18.5m+30.5m+18.5m連續(xù)梁人行橋(已建);
河南信陽潑河大橋:4×30m先簡支后連續(xù)箱梁公路橋(已建);
重慶永川大堰河橋:25m簡支箱梁公路橋(已建);
山東鄄城黃河大橋主橋:70m+11×120m+70m公路連續(xù)梁橋(已建);
深圳南坪快速路二期工程之南山大橋、平鐵大橋:80m+130m+80m連續(xù)梁橋(完成施工圖設(shè)計(jì));(tobecontinued) 波形鋼腹板PC組合箱梁橋在20世紀(jì)90年代被介紹到國內(nèi),此36法國Maupre橋法國Maupre橋法國Cognac橋法國cognac橋法國Maupre橋法國Maupre橋法國Cognac橋法國c37日本栗東橋日本東京都江涼風(fēng)橋日本栗東橋日本東京都江涼風(fēng)橋38潑河大橋淮安長征橋潑河大橋淮安長征橋39鋼桁腹桿組合梁橋(鋼桁架腹桿+混凝土頂?shù)装澹┓▏鴮υ擃悩蛄哼M(jìn)行了積極探索并取得顯著成就,如:首座鋼桁腹板組合梁橋Boulonnais高架橋;跨徑280m的BrasdelaPlaine橋;日本對該類橋梁也有積極的研究與實(shí)踐,如:主跨85m的Kinokawa橋是日本的第一座鋼桁腹板組合橋。(tobecontinued)鋼桁腹板組合梁橋是用鋼管空間桁架來代替混凝土腹板。鋼桁腹桿組合梁橋(鋼桁架腹桿+混凝土頂?shù)装澹┓▏鴮υ擃悩蛄哼M(jìn)40法國Boulonnais高架橋,首座鋼桁腹板組合梁橋。架設(shè)從1997年1月開始,至1997年12月底完成。Boulonnais高架橋由三座高架橋組成:
Quehen高架橋跨徑布置為(44.5+5×77+44.5)m,梁高5.5m;
Herquelingue高架橋跨徑布置為(52.5+2×77+52.5)m,梁高5.5m;
Echinghen高架橋橋跨布置為(44.5+3×77+93.5+5×110+93.5+3×77)m。法國Boulonnais高架橋,首座鋼桁腹板組合梁橋。架設(shè)從41法國BrasdelaPlaine橋是一座跨越深谷河流的公路橋,1999年開始施工,2001年竣工通車。該橋?yàn)閱慰讋倶?gòu),跨徑280m,全長305m,橋?qū)?1.9m;變截面,跨中梁高4m,橋臺根部梁高17.4m。法國BrasdelaPlaine橋是一座跨越深谷河流的42
法國Arbois橋建于1985年,跨越Cuisance河,等截面三跨連續(xù)公路梁橋,跨徑布置29.85+40.40+29.85m,橋梁全長100.1m,橋面寬度11.0m。
法國Arbois橋建于1985年,跨越Cuisance河,43
日本的Kinokawa高架橋?yàn)?跨連續(xù)鋼桁腹桿混凝土組合梁橋,全長268m(=51.85+2×85.0+43.85m),橋?qū)?0.5m,主梁采用梁高為6m的等截面,腹桿采用鋼管(直徑為φ406.4,t=9.5~22mm)。2003年建成。 日本的Kinokawa高架橋?yàn)?跨連續(xù)鋼桁腹桿混凝土組合梁44鋼管混凝土拱橋鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土而形成的構(gòu)件。鋼管與混凝土相互彌補(bǔ)了彼此的弱點(diǎn),卻充分發(fā)揮了各自的長處:鋼管保護(hù)混凝土在三向受壓時(shí)的縱向開裂,混凝土保證了薄壁鋼管的局部穩(wěn)定;鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在國內(nèi)應(yīng)用較多,而國外則較少采用。鋼管混凝土拱橋鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土而形成的構(gòu)件。45新型組合梁橋少I字梁橋;開口斷面箱梁橋;窄幅箱梁橋;優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋;合理化的桁架橋、組合結(jié)構(gòu)。新型組合梁橋少I字梁橋;46新型組合梁橋—少I字梁橋
少I字梁橋因I型梁數(shù)量少,組合橋面板或預(yù)應(yīng)力橋面板徑增大,主梁減少從而實(shí)現(xiàn)橫梁、橫隔的結(jié)構(gòu)簡化。
經(jīng)濟(jì)適用跨度新型組合梁橋—少I字梁橋少I字梁橋因I型梁數(shù)量47
少I字主梁橋與傳統(tǒng)的多主梁橋比較示意如下:新型組合梁橋—少I字梁橋少I字主梁橋與傳統(tǒng)的多主梁橋比較示意如下:新型組48新型組合梁橋—少I字梁橋
設(shè)定傳統(tǒng)多主梁橋各項(xiàng)目指標(biāo)為100時(shí),相應(yīng)少I字主梁各項(xiàng)目指標(biāo)百分比鋼重大型板材片數(shù)小型板材片數(shù)焊接長度涂裝面積新型組合梁橋—少I字梁橋設(shè)定傳統(tǒng)多主梁橋各項(xiàng)目指49新型組合梁橋—開口斷面箱梁橋
開口斷面箱梁橋上翼緣構(gòu)件類同I字梁,在橋面板做成后成為閉斷面箱梁橋。
因腹板間距較大,多使用組合結(jié)構(gòu)橋面板,導(dǎo)致縱橫梁大量簡化、省略。
經(jīng)濟(jì)適用跨度新型組合梁橋—開口斷面箱梁橋開口斷面箱梁橋上翼緣構(gòu)件類同50與傳統(tǒng)主箱梁相比開口斷面箱梁橋比較結(jié)果示意如下:新型組合梁橋—開口斷面箱梁橋與傳統(tǒng)主箱梁相比開口斷面箱梁橋比較結(jié)果示意如下:新型組合梁橋51
設(shè)定傳統(tǒng)主箱梁橋各項(xiàng)目指標(biāo)為100時(shí),相應(yīng)開口斷面箱梁橋各項(xiàng)目指標(biāo)百分比新型組合梁橋—開口斷面箱梁橋鋼重大型板材片數(shù)小型板材片數(shù)焊接長度涂裝面積設(shè)定傳統(tǒng)主箱梁橋各項(xiàng)目指標(biāo)為100時(shí),相應(yīng)開口斷52新型組合梁橋—窄幅箱梁橋
窄幅箱梁橋的箱梁幅寬較傳統(tǒng)的箱梁要窄,另一方面翼緣板加厚故使箱梁內(nèi)部構(gòu)造簡化(箱梁內(nèi)縱肋減少,橫肋取消),又因采用組合結(jié)構(gòu)橋面板或預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板從而導(dǎo)致橋面板構(gòu)造的簡化與合理化。
經(jīng)濟(jì)適用跨度新型組合梁橋—窄幅箱梁橋窄幅箱梁橋的箱53窄幅箱梁橋與傳統(tǒng)的寬箱梁橋的比較示意如下:新型組合梁橋—窄幅箱梁橋窄幅箱梁橋與傳統(tǒng)的寬箱梁橋的比較示意如下:新型組合梁橋—窄幅54
設(shè)定傳統(tǒng)的寬幅箱梁橋各項(xiàng)目指標(biāo)為100時(shí),則窄幅箱梁與之相比指標(biāo)為:新型組合梁橋—窄幅箱梁橋鋼重大型板材片數(shù)小型板材片數(shù)焊接長度涂裝面積設(shè)定傳統(tǒng)的寬幅箱梁橋各項(xiàng)目指標(biāo)為100時(shí),則窄幅55新型組合梁橋—優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋
所謂優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋即是采用了優(yōu)化鋼橋面板的少I字梁橋,優(yōu)化鋼面板,加大了鋼板厚度,采用了大U肋,從而使工廠制作簡化與原有鋼橋面板相比,鋼重量減少,費(fèi)用降低耐久性提高。
經(jīng)濟(jì)適用跨度新型組合梁橋—優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋所謂優(yōu)化鋼橋56新型組合梁橋—優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋
優(yōu)化鋼橋的優(yōu)點(diǎn):制作安裝費(fèi)用降低,工期縮短;鋼橋面板的優(yōu)化;大U肋的采用導(dǎo)致肋數(shù)減少,焊接工作工作量減少;鋼橋面板加厚使耐久性提高。新型組合梁橋—優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋優(yōu)化鋼橋的優(yōu)點(diǎn):57新型組合梁橋—優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋2榀I字梁的組合由于底緣厚鋼板的采用和現(xiàn)場焊接技術(shù)的提高,使少I字鋼梁橋有實(shí)現(xiàn)可能。橋面板的加厚與大U肋的采用,可使橋面板構(gòu)造簡化。取消現(xiàn)場橋面板施工由于不要現(xiàn)場砼灌注,工期可大幅度縮短。由于上部構(gòu)造重量降低,下部構(gòu)造負(fù)擔(dān)減輕,且結(jié)構(gòu)抗震性改善。與少I字梁橋相比,抗風(fēng)性無變化。新型組合梁橋—優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋2榀I字梁的組合58新型組合梁橋—優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋習(xí)用鋼橋面板新型組合梁橋—優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋習(xí)用鋼橋面板59新型組合梁橋—優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋優(yōu)化鋼橋面板新型組合梁橋—優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋優(yōu)化鋼橋面板60
常用的鋼橋面板雙主箱梁橋與優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋設(shè)計(jì)對比:常用的鋼橋面板鋼箱梁優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋新型組合梁橋—優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋常用的鋼橋面板雙主箱梁橋與優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋設(shè)61曲率半徑<700m時(shí),宜用箱形梁新型組合梁橋—優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋
以習(xí)用的鋼橋面板雙主梁橋各項(xiàng)指標(biāo)為100時(shí),優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋相應(yīng)指標(biāo)對比:曲率半徑<700m時(shí),宜用箱形梁新型組合梁橋—優(yōu)化鋼橋面板少62
與傳統(tǒng)的桁架橋相比合理化的桁架橋比較結(jié)果示意如下:新型組合梁橋—合理化的桁架橋、組合結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的桁架橋相比合理化的桁架橋比較結(jié)果示意如下63新型組合梁橋—合理化的桁架橋、組合結(jié)構(gòu)
設(shè)定傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的桁架橋各項(xiàng)目指標(biāo)為100時(shí),則相應(yīng)合理化桁架橋的指標(biāo):鋼重大型板材片數(shù)小型板材片數(shù)焊接長度涂裝面積新型組合梁橋—合理化的桁架橋、組合結(jié)構(gòu)設(shè)定傳統(tǒng)設(shè)64新型組合梁橋—合理化的桁架橋、組合結(jié)構(gòu)合理化的桁架橋即為將桁架原來支撐的縱梁、翼緣板等較復(fù)雜的橋面系改為化鋼橋面板結(jié)構(gòu),而成為桁架式組合梁橋。因橫向荷載由橋面板承擔(dān),故橫梁構(gòu)造可以省略,故鋼板數(shù)量與焊縫總長都可減少。新型組合梁橋—合理化的桁架橋、組合結(jié)構(gòu)合理化的桁架橋即為將桁654、我院組合結(jié)構(gòu)橋梁的應(yīng)用情況我院在組合結(jié)構(gòu)橋梁方面的研究和應(yīng)用追溯到二十世紀(jì)90年代初,研究和實(shí)踐的主要組合結(jié)構(gòu)橋梁有:
I)普通鋼-混凝土組合箱梁橋;
II)鋼管混凝土拱橋;
III)波形鋼腹板箱梁橋。(tobecontinued)4、我院組合結(jié)構(gòu)橋梁的應(yīng)用情況我院在組合結(jié)構(gòu)橋梁方面的研究和66I)普通鋼-混凝土組合箱梁橋(20多座)普通鋼-混凝土組合箱梁橋一覽表(一)工程名稱跨徑布置(m)結(jié)構(gòu)形式橋面寬度(m)梁高(m)深圳麗水路橋1×50簡支梁261.6深圳火車站天橋1×54簡支梁82深圳大學(xué)城1、2號橋2×(15+32+15)連續(xù)梁201.2深圳仙湖植物園環(huán)圓高架9×20連續(xù)梁9.91.2香梅路跨線橋31.17+40+47+35+33.17連續(xù)梁161.6107國道機(jī)場立交橋改建工程26+26連續(xù)梁461.2I)普通鋼-混凝土組合箱梁橋(20多座)普通鋼-混凝土組合箱67普通鋼-混凝土組合箱梁橋一覽表(二)工程名稱跨徑布置(m)結(jié)構(gòu)形式橋面寬度(m)梁高(m)
牛兒河橋(拓寬工程)11×40簡支梁(拓寬)3.752.5河溝塘大橋(拓寬工程)11×40廣深公路立交主線30+45.4+44.6+36連續(xù)梁171.8羅莎公路改造工程B段40+51+40連續(xù)梁10.51.9深圳市南坪快速路二期主線工程-A段36+71+36連續(xù)梁172.6深圳市南坪快速路二期主線工程-F匝道段30+37.5+44+44+28.92連續(xù)梁81.7普通鋼-混凝土組合箱梁橋一覽表(二)工程名稱跨徑布置(m)結(jié)68普通鋼-混凝土組合箱梁橋一覽表(三)工程名稱跨徑布置(m)結(jié)構(gòu)形式橋面寬度(m)梁高(m)深圳市南光高速南坪快速互通立交-D匝道34+41.6+34連續(xù)梁10.51.727.976+40+25+38深圳市南光高速南坪快速互通立交-C匝道45+45+41.810.51.844+52.8+442深圳寶崗路橋30+36.319+29.65連續(xù)梁23.91~301.4~1.533東莞大道立交31.15+38+48+38+31.15連續(xù)梁44.51.6白沙立交75+150+75連續(xù)剛構(gòu)22.753~6.5普通鋼-混凝土組合箱梁橋一覽表(三)工程名稱跨徑布置(m)結(jié)69橋型:單跨預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合簡支梁橋;跨度:50米;橫向布置:橫斷面為四箱,單個(gè)鋼箱梁寬3.5米,橋?qū)?6米;截面尺寸:鋼梁梁高由邊梁1.6m變?yōu)橹辛?.696m(橫坡影響),后澆層混凝土高30cm,總高1.9~1.996m;車道數(shù):橋面全寬按雙向四車道設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)荷載:汽-超20級,驗(yàn)算荷載:掛車-120。深圳麗水路橋橋型:單跨預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合簡支梁橋;深圳麗水路橋70深圳麗水路橋深圳麗水路橋71深圳麗水路橋立面圖深圳麗水路橋立面圖72深圳麗水路橋跨中橫斷面圖深圳麗水路橋跨中橫斷面圖73深圳麗水路橋支點(diǎn)橫斷面圖深圳麗水路橋支點(diǎn)橫斷面圖74深圳麗水路橋鋼梁橫向連接鋼梁側(cè)面深圳麗水路橋鋼梁橫向連接鋼梁側(cè)面75東莞市環(huán)城路-東莞大道跨線橋橋型布置:五跨一聯(lián)鋼-混凝土組合連續(xù)箱梁橋,跨徑布置32+38+48+38+32米;橫向布置:橫向?yàn)榉蛛x的兩幅橋,單幅橋?qū)?4.75米;單幅橋橫向共布置4個(gè)鋼箱,采用由頂板、底板、腹板組成的開口箱型截面,每個(gè)鋼箱寬3米,箱與箱之間凈距3.25米,采用鋼橫聯(lián)連接;每一片鋼箱梁下布置一個(gè)獨(dú)柱圓墩,墩頂設(shè)2塊圓板式橡膠支座,中距0.8米;結(jié)構(gòu)型式:上部結(jié)構(gòu)采用鋼-混凝土組合連續(xù)箱梁,總梁高1.6米,其中鋼箱梁高1.3米,鋼梁頂面混凝土現(xiàn)澆橋面板厚0.3米。鋼梁與現(xiàn)澆橋面板之間設(shè)置剪力釘,橋面板內(nèi)布置縱向預(yù)應(yīng)力鋼束;設(shè)計(jì)荷載:汽車-超20級、人群荷載3.5kN/m2,驗(yàn)算荷載:掛車-120。東莞市環(huán)城路-東莞大道跨線橋橋型布置:五跨一聯(lián)鋼-混凝土組合76東莞市環(huán)城路-東莞大道跨線橋東莞市環(huán)城路-東莞大道跨線橋77東莞市環(huán)城路-東莞大道跨線橋(左線立面)東莞市環(huán)城路-東莞大道跨線橋(左線立面)78東莞市環(huán)城路-東莞大道跨線橋(支點(diǎn)橫斷面)東莞市環(huán)城路-東莞大道跨線橋(支點(diǎn)橫斷面)79東莞市環(huán)城路-東莞大道跨線橋東莞市環(huán)城路-東莞大道跨線橋80東莞市環(huán)城路-東莞大道跨線橋東莞市環(huán)城路-東莞大道跨線橋81深圳北環(huán)香梅路跨線橋橋型布置:五跨一聯(lián)鋼-混凝土組合連續(xù)箱梁橋,自北向南跨徑布置:32+40+47+35+34米橫向共一幅橋,橋?qū)?6米;結(jié)構(gòu)型式:上部結(jié)構(gòu)采用鋼-混凝土組合連續(xù)箱梁,總梁高1.6米,其中鋼箱梁高1.3米,鋼梁頂面混凝土現(xiàn)澆橋面板厚0.3米。鋼梁與現(xiàn)澆橋面板之間設(shè)置剪力釘,橋面板內(nèi)布置縱向預(yù)應(yīng)力鋼束;橫向布置:橫向共布置3個(gè)鋼箱,采用由頂板、底板、腹板組成的開口箱型截面,每個(gè)鋼箱寬3米,箱與箱之間凈距2米,采用鋼橫聯(lián)連接;每一片鋼箱梁下布置一個(gè)獨(dú)柱圓墩,墩頂設(shè)2塊圓板式橡膠支座,中距0.8米;設(shè)計(jì)荷載:城-A級。深圳北環(huán)香梅路跨線橋橋型布置:五跨一聯(lián)鋼-混凝土組合連續(xù)箱梁82深圳北環(huán)香梅路跨線橋深圳北環(huán)香梅路跨線橋83深圳北環(huán)香梅路跨線橋布置圖深圳北環(huán)香梅路跨線橋布置圖84深圳北環(huán)香梅路跨線橋橫斷面深圳北環(huán)香梅路跨線橋橫斷面85深圳北環(huán)香梅路跨線橋深圳北環(huán)香梅路跨線橋86深圳北環(huán)香梅路跨線橋深圳北環(huán)香梅路跨線橋87深圳北環(huán)香梅路跨線橋深圳北環(huán)香梅路跨線橋88深圳寶崗路橋橋型:三跨預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合連續(xù)梁橋;跨度:30+36.319+29.65米;橫向布置:橫斷面為四箱,單個(gè)鋼箱梁寬3.8米,橋?qū)捰?3.91漸變?yōu)?0米;截面尺寸:鋼梁梁高由邊梁1.1m變?yōu)橹辛?.233m(橫坡影響),后澆層混凝土高30cm,總高1.4~1.533m;車道數(shù):橋面全寬按雙向八車道設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)荷載:城-A級。深圳寶崗路橋橋型:三跨預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合連續(xù)梁橋;89深圳寶崗路橋深圳寶崗路橋90深圳寶崗路橋橫斷面深圳寶崗路橋橫斷面91深圳寶崗路橋深圳寶崗路橋92深圳機(jī)場立交橋型:預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合連續(xù)梁;跨度:L=2×26m;平面布置:彎、坡、斜橋,平面曲線半徑1300米,縱坡1.61%至2.868%,斜交銳角(左下角)63度,成平行四邊形;橫向布置:分左右完全獨(dú)立的兩幅橋,每幅橋?qū)?3m;每幅橋3根鋼箱梁;每根鋼箱梁寬4米;車道數(shù):橋面全寬按雙向八車道加人行道設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)荷載:汽車-超20級、掛車-120,人群荷載3.5kN/m2。深圳機(jī)場立交橋型:預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土組合連續(xù)梁;93深圳機(jī)場立交深圳機(jī)場立交94深圳機(jī)場立交平面深圳機(jī)場立交平面95深圳機(jī)場立交立面深圳機(jī)場立交立面96深圳機(jī)場立交半橫斷面深圳機(jī)場立交半橫斷面97深圳大學(xué)城1、2號橋橋型:3跨鋼-混凝土組合連續(xù)梁橋;跨度:15+32+15米;橫向布置:橫斷面為三箱,橋?qū)?0米;截面尺寸:鋼梁梁高1.2m;設(shè)計(jì)荷載:汽-超20級,驗(yàn)算荷載:掛車-120。深圳大學(xué)城1、2號橋橋型:3跨鋼-混凝土組合連續(xù)梁橋;98深圳大學(xué)城1、2號橋深圳大學(xué)城1、2號橋99深圳大學(xué)城1、2號橋深圳大學(xué)城1、2號橋100深圳仙湖植物園環(huán)園高架橋地理位置:該橋位地理位置特殊,位于森林保護(hù)完好的仙湖植物園內(nèi);要求盡量減少山體植被破壞和園區(qū)內(nèi)的環(huán)境污染,特別是施工期間避免對下游水庫的污染;同時(shí),仙湖植物園是深圳主要旅游景點(diǎn),因此要求不僅要滿足交通需求,更重要的應(yīng)與周圍景觀相協(xié)調(diào),使之成為園區(qū)內(nèi)又一道亮麗的風(fēng)景線;跨度:一聯(lián)9×20米“S”形曲線連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu),全長180米;該橋工程除橋臺和基礎(chǔ)采用砼結(jié)構(gòu)外,其余全部采用鋼結(jié)構(gòu);橫向布置:為了方便長途運(yùn)輸,將鋼箱梁橫向分為三個(gè)節(jié)段,即由并列兩個(gè)邊箱組成,中間用橫梁連結(jié),全寬9.7米,邊箱寬3.8米,中間橫梁寬2.1米,9.7米=2.2米人行道+7米車行道+0.5米護(hù)欄;設(shè)計(jì)荷載:汽車-20級、掛車-100,人群荷載4kN/m2。深圳仙湖植物園環(huán)園高架橋地理位置:該橋位地理位置特殊,位于森101深圳仙湖植物園環(huán)園高架橋深圳仙湖植物園環(huán)園高架橋102深圳仙湖植物園環(huán)園高架橋布置圖深圳仙湖植物園環(huán)園高架橋布置圖103深圳仙湖植物園環(huán)園高架橋橫斷面深圳仙湖植物園環(huán)園高架橋橫斷面104深圳仙湖植物園環(huán)園高架橋深圳仙湖植物園環(huán)園高架橋105東莞市環(huán)莞市政工程中的白沙立交
東莞市環(huán)莞市政工程中的白沙立交106東莞市環(huán)莞市政工程中的白沙立交
結(jié)構(gòu)形式:鋼-混凝土組合連續(xù)剛構(gòu)橋跨徑布置:75+150+75=300m東莞市環(huán)莞市政工程中的白沙立交結(jié)構(gòu)形式:鋼-混凝土組合連續(xù)107普通鋼-混凝土組合梁橋高跨比統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)形式工程名稱高跨比工程名稱高跨比簡支梁深圳麗水路橋1/31.25牛兒河橋拓寬工程)1/16深圳火車站天橋1/27河溝塘大橋(拓寬工程)1/16連續(xù)梁深圳大學(xué)城1、2號橋1/26.7南光高速南坪快速互通立交C匝道1/24.5(23.5)深圳仙湖植物園環(huán)圓高架1/16.7南光高速南坪快速互通立交D匝道1/25、1/26.4香梅路跨線橋1/29.375深圳寶崗路橋1/(25.9~23.7)107國道機(jī)場立交橋改建工程1/31.25南坪快速路二期主線工程-A段1/27.3東莞大道立交1/30廣深公路立交主線1/25.22南坪快速路二期主線工程-F匝道1/25.88羅莎公路改造工程B段1/26.84連續(xù)剛構(gòu)白沙立交1/(50~23)普通鋼-混凝土組合梁橋高跨比統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)形式工程名稱高跨比工程108II)鋼管混凝土拱橋(6座)鋼管混凝土拱橋一覽表工程名稱跨徑布置(m)橋面寬度(m)拱肋高(m)深圳彩虹大橋1×15028.53深圳芙蓉大橋55+80+5523.52.4東莞水道大橋50+280+5026.15.5東莞大汾北水道橋1×128243.5紹興鏡湖新區(qū)鳳林西路—一號景觀橋
2×20+51+2×20+83+2×20+51+2×2045~51
1.6~1.9(83m跨)1.34(51m跨)越南跨河拱橋1×328.41.2II)鋼管混凝土拱橋(6座)鋼管混凝土拱橋一覽表工程名稱跨徑109深圳北站(彩虹)大橋橋型:主跨L=150m拱墩固結(jié)體系的單跨下承式系桿拱橋,主拱肋采用四肢鋼管砼空間桁架結(jié)構(gòu);跨度:L=150m,矢跨比1/4.5;拱肋系數(shù):主拱肋拱軸線為懸鏈線,拱軸系數(shù)分別為m=1.167;橫向布置:全橋?qū)?3.8m;截面尺寸:主拱肋桁架結(jié)構(gòu)截面高3.0m,寬2.0m;車道數(shù):橋面全寬按雙向4車道加人行道設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)荷載:汽車-超20級、掛車-120,人群荷載4.5kN/m2。深圳北站(彩虹)大橋橋型:主跨L=150m拱墩固結(jié)體系的單跨110深圳北站(彩虹)大橋2000年3月建成通車,是世界首座全組合結(jié)構(gòu)大跨橋梁(150m跨度)。深圳北站(彩虹)大橋2000年3月建成通車,是世界首座全組合111深圳北站(彩虹)大橋采用鋼管混凝土主拱、鋼管混凝土組合橋墩、預(yù)應(yīng)力鋼-高托座混凝土空心板疊合梁,是世界上首座全組合結(jié)構(gòu)大跨橋梁。該橋位于深圳市火車北站,是一座連接八卦三路與田貝四路的城市跨線橋。其跨越深圳火車北站29條火車股道。廣深、九廣高速列車及貨車運(yùn)營繁忙,減少現(xiàn)場作業(yè)及對鐵路行車的干擾是該橋的關(guān)鍵問題。故該橋設(shè)計(jì)采用全組合結(jié)構(gòu),除拱墩固結(jié)點(diǎn)的帽梁采用現(xiàn)澆外,其余部分均采用工廠制造、現(xiàn)場安裝,實(shí)現(xiàn)全橋無模板施工,滿足現(xiàn)代橋梁建設(shè)“輕型大跨、預(yù)制拼裝、快速施工”的要求。以該工程為依托的多項(xiàng)科技成果分別獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、廣東省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、深圳市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)各一項(xiàng)。深圳北站(彩虹)大橋采用鋼管混凝土主拱、鋼管混凝土組合橋墩、112深圳北站(彩虹)大橋立面深圳北站(彩虹)大橋立面113深圳北站(彩虹)大橋跨中橫斷面深圳北站(彩虹)大橋跨中橫斷面114深圳芙蓉橋橋型:主跨L=55m+80m+55m拱墩固結(jié)體系的三跨連續(xù)下承式系桿拱橋,主拱肋采用豎“啞鈴”型鋼管砼結(jié)構(gòu);跨度:L=55m+80m+55m,中跨矢跨比為1/5,邊跨矢跨比為1/4.5;拱肋系數(shù):拱肋拱軸線為拋物線;橫向布置:全橋?qū)?3.5m;截面尺寸:中跨拱肋結(jié)構(gòu)截面高2.45m,寬0.95m;邊跨拱肋結(jié)構(gòu)截面高1.8m,寬0.7m;車道數(shù):橋面全寬按雙向4車道加人行道設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)荷載:汽車-超20級、掛車-120,人群荷載4.5kN/m2。深圳芙蓉橋橋型:主跨L=55m+80m+55m拱墩固結(jié)體系的1152000年建成通車,跨徑布置為50+85+50m的下承式鋼管混凝土拱橋。深圳芙蓉橋2000年建成通車,跨徑布置為50+85+50m的下承式鋼管116深圳芙蓉橋立面深圳芙蓉橋立面117深圳芙蓉橋橫斷面深圳芙蓉橋橫斷面118深圳世紀(jì)大橋深圳北站(彩虹)橋與其相鄰的深圳芙蓉橋均為2000年建成通車,迎來了二十一世紀(jì),故兩者一起又稱為“深圳世紀(jì)大橋”。深圳世紀(jì)大橋深圳北站(彩虹)橋與其相鄰的深圳芙蓉橋均為200119東莞水道特大橋橋型:三孔中承式飛鳥式系桿桁拱橋,主拱肋為鋼管混凝土系桿拱橋,邊拱為等截面鋼筋混凝土拱;跨度:50+280+50米,主跨矢跨比1/5,邊跨矢跨比1/9.82,吊桿間距5米;拱肋系數(shù):主、邊拱肋拱軸線均為懸鏈線,拱軸系數(shù)分別為m=1.5和m=1.9;橫向布置:分左右完全獨(dú)立、對稱的兩幅橋,每幅橋?qū)?6.1米;截面尺寸:主拱肋截面高5.5米,寬2.5米;車道數(shù):橋面全寬按雙向八車道加人行道設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)荷載:汽車-超20級、掛車-120,人群荷載3.5kN/m2。東莞水道特大橋橋型:三孔中承式飛鳥式系桿桁拱橋,主拱肋為鋼管120東莞水道特大橋東莞水道特大橋于2005年建成通車,是當(dāng)時(shí)主跨(280m)世界排名第三的飛鳥式鋼管混凝土拱橋;以該橋?yàn)楸尘暗目萍汲晒@2008年華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)。東莞水道特大橋東莞水道特大橋于2005年建成通車,是當(dāng)時(shí)主跨121東莞水道特大橋立面東莞水道特大橋立面122東莞水道特大橋單幅橫斷面東莞水道特大橋單幅橫斷面123東莞大汾北水道橋橋型:主跨L=128m拱墩固結(jié)體系的單跨下承式系桿拱橋,主拱肋采用平面鋼管砼桁架結(jié)構(gòu);跨度:L=128m,矢跨比1/5;拱肋系數(shù):主拱肋拱軸線為懸鏈線,拱軸系數(shù)分別為m=1.167;橫向布置:分左右完全獨(dú)立、對稱的兩幅橋,每幅橋?qū)?4m;截面尺寸:主拱肋桁架結(jié)構(gòu)截面高3.5m,寬1.05m;車道數(shù):橋面全寬按雙向八車道加人行道設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)荷載:汽車-超20級、掛車-120,人群荷載3.5kN/m2。東莞大汾北水道橋橋型:主跨L=128m拱墩固結(jié)體系的單跨下承124東莞大汾北水道橋東莞大汾北水道橋125東莞大汾北水道橋立面東莞大汾北水道橋立面126東莞大汾北水道橋跨中橫斷面東莞大汾北水道橋跨中橫斷面127浙江紹興鏡湖新區(qū)鳳林西路—一號景觀橋
主跨51米、83米、51米的下承式鋼管混凝土四榀斜靠拱橋
浙江紹興鏡湖新區(qū)鳳林西路—一號景觀橋主跨51米、83米、5128紹興鏡湖新區(qū)鳳林西路—一號景觀橋施工中
紹興鏡湖新區(qū)鳳林西路—一號景觀橋施工中129III)波形鋼腹板箱梁橋(2座)波形鋼腹板箱梁橋一覽表工程名稱跨徑布置(m)橋面寬度(m)梁高(m)南山大橋80+130+8023.5-27.5/幅3.5-7.5平鐵大橋80+130+8027.0/幅3.5-7.5南山大橋、平鐵大橋的主跨(130m)是國內(nèi)迄今為止跨度最大的波形鋼腹板連續(xù)梁橋。III)波形鋼腹板箱梁橋(2座)波形鋼腹板箱梁橋一覽表工程130南山大橋橋型:3跨連續(xù)、變高波形鋼腹板PC箱梁橋;跨度:80+130+80m;橫向布置:分左右完全獨(dú)立、對稱的兩幅橋,每幅橋?qū)?3.5~27.5m,每幅按雙箱設(shè)計(jì);截面尺寸:箱梁梁高在中墩處7.5m,在中跨跨中和邊跨端部為3.5m;車道數(shù):每幅橋面全寬按單向七車道設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)荷載:公路-I級;城-A做為驗(yàn)算荷載。南山大橋橋型:3跨連續(xù)、變高波形鋼腹板PC箱梁橋;131南山大橋立面圖(m)南山大橋立面圖(m)132跨中截面墩頂截面跨中截面墩頂截面133平鐵大橋橋型:3跨連續(xù)、變高波形鋼腹板PC箱梁橋;跨度:80+130+80m;橫向布置:分左右完全獨(dú)立、對稱的兩幅橋,每幅橋?qū)?7.0m,每幅按雙箱設(shè)計(jì);截面尺寸:箱梁梁高在中墩處7.5m,在中跨跨中和邊跨端部為3.5m;車道數(shù):每幅橋面全寬按單向七車道設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)荷載:公路-I級;城-A做為驗(yàn)算荷載。平鐵大橋橋型:3跨連續(xù)、變高波形鋼腹板PC箱梁橋;134平鐵大橋平鐵大橋135平鐵大橋平鐵大橋136平鐵大橋立面平鐵大橋立面137平鐵大橋墩頂截面平鐵大橋跨中截面平鐵大橋墩頂截面平鐵大橋跨中截面138
鑒于國內(nèi)波形鋼腹板箱梁橋方面可供參考的設(shè)計(jì)、施工資料及規(guī)范短缺的現(xiàn)狀,我院與王用中設(shè)計(jì)大師聯(lián)合推出了《波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土橋設(shè)計(jì)與施工》一書和《波形鋼腹板PC箱梁橋設(shè)計(jì)·施工指南》。
鑒于國內(nèi)波形鋼腹板箱梁橋方面可供參考的設(shè)計(jì)、施工資料及139《波形鋼腹板PC箱梁橋設(shè)計(jì)·施工指南》評審會現(xiàn)場《波形鋼腹板PC箱梁橋設(shè)計(jì)·施工指南》評審會現(xiàn)場140《波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土橋設(shè)計(jì)與施工》一書《波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土橋設(shè)計(jì)與施工》一書141對我院設(shè)計(jì)的各類組合結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行統(tǒng)計(jì),得到如下的經(jīng)濟(jì)指標(biāo),為類似工程提供參考:序號橋名橋型上部造價(jià)(元/m2)總造價(jià)(元/m2)上部結(jié)構(gòu)造價(jià)占全橋比例1南山大橋左幅波形鋼腹板PC箱梁橋7486892683.87%2平鐵大橋左幅波形鋼腹板PC箱梁橋7350872784.22%3東莞水道特大橋鋼管混凝土拱橋7059844383.61%4107國道機(jī)場立交槽型鋼-混凝土組合箱梁橋5566877263.45%5跨廣深圳立交主橋普通PC箱梁橋2713452959.90%對我院設(shè)計(jì)的各類組合結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行統(tǒng)計(jì),得到如下的經(jīng)濟(jì)指標(biāo),為142槽型鋼-砼組合梁橋主要材料用量指標(biāo)每平米預(yù)應(yīng)力鋼筋用量(kg)每平米橋面板普通鋼筋用量(kg)每平米鋼材用量(kg)每平米橋面板混凝土用量(m3)槽型鋼-砼組合梁橋主要材料用量指標(biāo)每平米預(yù)應(yīng)力鋼筋用量(kg143對日本的多座波形鋼腹板PC組合箱梁橋進(jìn)行統(tǒng)計(jì),其主要材料用量指標(biāo)如下:對日本的多座波形鋼腹板PC組合箱梁橋進(jìn)行統(tǒng)計(jì),其主要材料用量1445、組合結(jié)構(gòu)橋梁在我國的發(fā)展展望 面對我國未來的交通發(fā)展仍然需要修建大量橋梁的現(xiàn)實(shí);面對各種不同建設(shè)條件及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的總結(jié);面對日益缺少的沙、石等天然建筑材料的資源;面對我國已成為鋼材年產(chǎn)量已達(dá)6億多噸的產(chǎn)鋼大國;(tobecontinued)5、組合結(jié)構(gòu)橋梁在我國的發(fā)展展望 面對我國未來的交通發(fā)展仍然145面對混凝土橋雖然短期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低、但自重大、工期長、鹽害與性能退化等問題不可避免的現(xiàn)實(shí);面對鋼橋存在疲勞、屈曲、腐蝕、振動及噪音等問題;面對橋梁建設(shè)迫切需要提到橋梁耐久性、適用性、環(huán)保性、全壽命經(jīng)濟(jì)性和景觀性的現(xiàn)狀;(tobecontinued)面對混凝土橋雖然短期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低、但自重大、工期長、鹽害與性能146而組合結(jié)構(gòu)橋梁由于:
1)其整體受力的經(jīng)濟(jì)性、
2)充分發(fā)揮鋼與混凝土各自材料性能優(yōu)勢并彌補(bǔ)各自缺點(diǎn)的合理性、
3)以及其便于施工的突出優(yōu)點(diǎn), 而必將成為中國橋梁建設(shè)的重要組成部分,一定會得到應(yīng)有的重視和發(fā)展。這是發(fā)達(dá)國家橋梁建設(shè)的經(jīng)驗(yàn),亦是橋梁建設(shè)科學(xué)發(fā)展的必然!(tobecontinued)而組合結(jié)構(gòu)橋梁由于:147西方國家在40~100m跨度的橋梁,甚至更大跨度范圍的橋梁中,組合結(jié)構(gòu)橋梁已經(jīng)顯示出技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢。組合結(jié)構(gòu)橋梁在國內(nèi)完全可以表現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)競爭力。國內(nèi)在組合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展過程中必須充分重視經(jīng)濟(jì)性,失去經(jīng)濟(jì)上的競爭力就不可能獲得良好的發(fā)展前景和發(fā)展動力。西方國家在40~100m跨度的橋梁,甚至更大跨度范圍的橋梁中148綜合來看,面對國內(nèi)組合結(jié)構(gòu)橋梁的研究與實(shí)踐均與其國際發(fā)展水平有明顯差距的現(xiàn)狀,必須充分借鑒國際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、以高起點(diǎn)開展理論研究與工程實(shí)踐,才能更好的促進(jìn)組合結(jié)構(gòu)橋梁在我國的健康發(fā)展?;赝以涸诮M合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展方面,雖然已經(jīng)走在了國內(nèi)同行的前列,取得了一些成績,但仍將繼續(xù)為我國組合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展而努力。綜合來看,面對國內(nèi)組合結(jié)構(gòu)橋梁的研究與實(shí)踐均與其國際發(fā)展水平149Thankyou!Thankyou!150主要內(nèi)容:
1、組合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展
2、組合結(jié)構(gòu)橋梁的設(shè)計(jì)
3、組合結(jié)構(gòu)橋梁的主要類型
4、我院組合結(jié)構(gòu)橋梁的應(yīng)用情況
5、組合結(jié)構(gòu)橋梁在我國的發(fā)展展望 主要內(nèi)容:
1、組合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展
2、組合結(jié)構(gòu)橋梁的設(shè)計(jì)
1511、組合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展組合結(jié)構(gòu)橋梁的特點(diǎn)組合結(jié)構(gòu)橋梁在國外的發(fā)展組合結(jié)構(gòu)橋梁在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀(tobecontinued)1、組合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展組合結(jié)構(gòu)橋梁的特點(diǎn)152鋼-混組合結(jié)構(gòu)定義在型鋼或鋼板焊接(或冷壓)鋼構(gòu)件,上面、四周或內(nèi)部澆筑混凝土,使混凝土與鋼構(gòu)件形成整體,共同受力的結(jié)構(gòu),統(tǒng)稱為鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)。由鋼梁和混凝土板通過連接件連成整體而共同受力的承重構(gòu)件是為鋼-混組合梁。鋼-混組合結(jié)構(gòu)定義在型鋼或鋼板焊接(或冷壓)鋼構(gòu)件,上面、四153組合結(jié)構(gòu)橋梁的特點(diǎn)
鋼-混凝土結(jié)合結(jié)構(gòu)橋梁的主要特點(diǎn)是:組合結(jié)構(gòu)橋梁可以充分合理地發(fā)揮鋼與混凝土兩種材料的各自優(yōu)勢,可以最大程度地實(shí)現(xiàn)工廠化制造,減少現(xiàn)場操作,因而具有整體受力的經(jīng)濟(jì)性與工程質(zhì)量的可靠性。與鋼橋相比有:①節(jié)省鋼材;②降低建筑高度;②減少沖擊,耐疲勞;④減少鋼梁腐蝕;⑤減少噪音;⑥維修養(yǎng)護(hù)工作量較少等。與混凝土橋相比有:①重量較輕;②制造安裝較為容易;③施工速度快,工期短等。組合結(jié)構(gòu)橋梁的特點(diǎn)鋼-混凝土結(jié)合結(jié)構(gòu)橋梁的主要特點(diǎn)是:154組合結(jié)構(gòu)橋梁在國外的發(fā)展1950年前后歐美及日本等國開始發(fā)展組合橋梁研究;二戰(zhàn)后,20世紀(jì)60年代,歐美及日本等國的橋梁建設(shè)黃金期間,組合結(jié)構(gòu)橋梁以其整體受力的經(jīng)濟(jì)性、發(fā)揮兩種材料各自優(yōu)勢的合理性、便于施工的突出優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用,大量各種形式的組合結(jié)構(gòu)橋梁建成;(tobecontinued)組合結(jié)構(gòu)橋梁在國外的發(fā)展1950年前后歐美及日本等國開始發(fā)展15520世紀(jì)70年代,歐美及日本等國家又投入大量資金進(jìn)行基礎(chǔ)性理論研究及試驗(yàn),制定組合結(jié)構(gòu)規(guī)范;目前國外幾個(gè)主要規(guī)范都包含組合結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)部分,如:EUROCODE、BS5400、DIN、AASHTO等;同時(shí),在深入研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實(shí)踐,發(fā)展了一些新的設(shè)計(jì)方法和施工工藝;(tobecontinued)20世紀(jì)70年代,歐美及日本等國家又投入大量資金進(jìn)行基礎(chǔ)性理15620世紀(jì)80年代以來,國際橋梁及結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(IBASE)多次召開國際學(xué)術(shù)會議,對組合結(jié)構(gòu)橋梁在研究、設(shè)計(jì)、施工等方面的發(fā)展進(jìn)行交流和研討,進(jìn)一步促進(jìn)了組合結(jié)構(gòu)橋梁的發(fā)展;在法國,組合結(jié)構(gòu)橋梁最具競爭力的跨徑范圍為30~110m,跨度在40~100m范圍內(nèi)的公路橋梁中85%都是組合結(jié)構(gòu)橋梁;而TGV高速鐵路橋梁中組合結(jié)構(gòu)橋梁的比例占45%,之后建設(shè)的高速鐵路橋梁中組合結(jié)構(gòu)橋梁的比例更高;(tobecontinued)20世紀(jì)80年代以來,國際橋梁及結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(IBASE)多157英國,大多數(shù)20~160m及以上跨徑的公路橋,組合結(jié)構(gòu)橋梁競爭力很強(qiáng);德國及美國組合結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)用更廣泛;總之,組合結(jié)構(gòu)橋梁由于其整體受力的經(jīng)濟(jì)性、發(fā)揮鋼與混凝土兩種材料各自優(yōu)勢的合理性、以及便于施工的突出優(yōu)點(diǎn),在歐美、日本等國的橋梁建設(shè)中占有重要地位,德國、美國的應(yīng)用范圍更加廣泛,取得了世人矚目的成就。(tobecontinued)英國,大多數(shù)20~160m及以上跨徑的公路橋,組合結(jié)構(gòu)橋梁競158組合結(jié)構(gòu)橋梁在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀在國內(nèi),三十多年來:一方面,在尋求跨度突破的巨大技術(shù)需求推動下,大跨度橋梁得以快速發(fā)展并屢創(chuàng)世紀(jì)記錄;另一方面,在大量中小跨度橋梁中,混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土的橋梁占據(jù)絕對數(shù)量優(yōu)勢;組合結(jié)構(gòu)橋梁的技術(shù)水平落后于國際先進(jìn)水平。(tobecontinued)組合結(jié)構(gòu)橋梁在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀在國內(nèi),三十多年來:159形成中國組合結(jié)構(gòu)橋梁的研究與實(shí)踐都與其國際發(fā)展水平有明顯差距的原因有:
1)簡單的認(rèn)為:因鋼結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高而組合結(jié)構(gòu)橋梁造價(jià)就高;
2)簡單的認(rèn)為:鋼材較貴,同時(shí)我國勞動力較低;
3)深入研究表明:同等的設(shè)計(jì)理論、方法以及當(dāng)前國內(nèi)施工水平,在40~100m甚至更大的跨度范圍內(nèi),組合結(jié)構(gòu)完全可以在造價(jià)上與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)競爭。形成中國組合結(jié)構(gòu)橋梁的研究與實(shí)踐都與其國際發(fā)展水平有明顯差距1602、組合結(jié)構(gòu)橋梁的設(shè)計(jì)組合結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念鋼-混組合梁橋設(shè)計(jì)總則組合梁內(nèi)力計(jì)算組合梁截面應(yīng)力計(jì)算組合梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算框圖(tobecontinued)2、組合結(jié)構(gòu)橋梁的設(shè)計(jì)組合結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)161組合結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)組合結(jié)構(gòu)橋梁的整體受力性能;負(fù)彎矩區(qū)的力學(xué)性能;橋面板的合理構(gòu)造;鋼與混凝土的連接性能;連接件的滑移影響與力學(xué)性能;鋼結(jié)構(gòu)屈服穩(wěn)定與構(gòu)造要求。組合結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)組合結(jié)構(gòu)橋梁的整體受力性能;162組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念163
長江三峽庫區(qū)向家壩大橋?yàn)?3.3m+72.2m+43.3m三跨連續(xù)鋼桁架組合梁,其材料費(fèi)用指標(biāo)與附近基本相同跨徑、橋?qū)?、橋高的峽口二號大橋?qū)Ρ热缦卤恚?/p>
橋名指標(biāo)向家壩大橋峽口二號大橋每平米橋面主梁混凝土總用量0.33m30.66m3主梁預(yù)應(yīng)力鋼材用量11.2kg46.1kg主梁鋼管、型鋼、鋼筋用量182.5kg96.0kg全橋造價(jià)(2000年)2834元4167元長江三峽庫區(qū)向家壩大橋?yàn)?3.3m+72.2m164鋼-混組合梁橋設(shè)計(jì)總則采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法,按分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年。主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限宜為100年。應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。應(yīng)考慮以下三種設(shè)計(jì)狀況:①持久狀況;②短暫狀況;③偶然狀況。鋼-混組合梁橋設(shè)計(jì)總則采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法165組合梁內(nèi)力計(jì)算
組合梁的作用(或荷載)效應(yīng)按彈性理論進(jìn)行算,截面抗力計(jì)算除有更為精確的非線性分析方法外應(yīng)采用彈性分析方法。按彈性理論計(jì)算鋼-混凝土組合梁:將鋼材和混凝土均視為理想的彈性體,其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系成正比。鋼梁與混凝土板之間具有可靠的連接,相對滑移很小,可忽略不計(jì)。組合梁的截面變形符合平截面假設(shè)。不考慮受拉區(qū)混凝土參與工作。組合梁內(nèi)力計(jì)算組合梁的作用(或荷載)效應(yīng)按彈性166組合梁截面應(yīng)力計(jì)算組合梁截面應(yīng)力的計(jì)算上有截面合力法與截面分力法兩種方法。鋼-混凝土組合梁中,我們習(xí)慣于把混凝土截面用等效的鋼截面代替,并將這種換算后的截面稱為換算截面。這樣,按換算截面的幾何特征值,直接利用材料力學(xué)公式即可計(jì)算組合梁的截面應(yīng)力和變形,是為截面分力法。組合梁截面應(yīng)力計(jì)算組合梁截面應(yīng)力的計(jì)算上有截面合力法與截面分167組合梁截面應(yīng)力計(jì)算—截面分力法
將截面上作用的彎矩M分解成分別作用在鋼梁與橋面板截面上的彎矩Ms、Mc及其軸力Ns、Nc,即采用截面分力法。
截面分力法(a)組合截面(b)應(yīng)變分布組合梁截面應(yīng)力計(jì)算—截面分力法將截面上作用的彎矩168組合梁截面應(yīng)力計(jì)算—截面分力法截面上分解的作用力平衡式為:其截面轉(zhuǎn)角與軸向變形的條件為:由上述組合截面的作用力平衡與位移條件式,可以推導(dǎo)出Ms、Mc、Ns、Nc的計(jì)算式為:組合梁截面應(yīng)力計(jì)算—截面分力法截面上分解的作用力平衡式為:169組合梁截面應(yīng)力計(jì)算—橋面板的有效寬度主梁Ga與Gb之間的橋面板截面內(nèi)應(yīng)力s(y)在主梁上成為最大、即達(dá)到smax,越到跨中變得越小,通常將這一現(xiàn)象稱為剪力滯。精確計(jì)算是比較復(fù)雜的,一般用橋面板有效寬度考慮。橋面板有效寬度:假設(shè)橋面板跨中某寬度的截面是不發(fā)揮作用的,僅某寬度λ范圍內(nèi)的截面承擔(dān)荷載。即有效寬度依據(jù)應(yīng)力分布面積相等,用下式計(jì)算:橋面板有效寬度計(jì)算示意計(jì)算橋面板有效寬度時(shí)的等效跨度取值組合梁截面應(yīng)力計(jì)算—橋面板的有效寬度主梁Ga與Gb之間的橋面170主梁截面的設(shè)計(jì)計(jì)算框圖主梁截面的設(shè)計(jì)計(jì)算框圖171主梁截面的設(shè)計(jì)計(jì)算框圖主梁截面的設(shè)計(jì)計(jì)算框圖172連續(xù)組合梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算框圖連續(xù)組合梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算框圖1733、組合結(jié)構(gòu)橋梁的主要分類組合鋼板梁橋組合鋼桁梁橋組合鋼箱梁橋波形鋼腹板箱梁橋鋼桁腹桿組合梁橋除梁橋外,組合結(jié)構(gòu)還廣泛應(yīng)用于斜拉橋、拱橋與懸索橋等橋型中,鋼管混凝土拱橋即為很好的例子。幾種新型組合梁橋
(tobecontinued)3、組合結(jié)構(gòu)橋梁的主要分類組合鋼板梁橋174組合鋼板梁橋(鋼板梁+混凝土橋面板)I字型鋼板組合梁斷面圖組合鋼板梁橋(鋼板梁+混凝土橋面板)I字型鋼板組合梁斷面圖175早期的組合鋼板梁橋在并排鋼板梁間設(shè)置很多橫梁、水平及豎向支撐,在腹板上焊接很多橫向加勁肋,縱梁間距很?。?0世紀(jì)80年代,上述問題得以持續(xù)改進(jìn),對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了大幅度簡化;目前,組合鋼板梁橋多采用雙主梁或少主梁形式,在20~150m跨度范圍內(nèi)有很強(qiáng)的競爭力。(tobecontinued)早期的組合鋼板梁橋在并排鋼板梁間設(shè)置很多橫梁、水平及豎向支撐176
法國里昂的Mascaret橋(主跨95m的變高組合鋼板梁橋,橋?qū)?3.12m) 法國里昂的Mascaret橋(主跨95m的變高組合鋼板梁177組合鋼桁梁橋(鋼桁架梁+混凝土橋面板)Korntal-MunchingenBridge(Germany),總長:300m;9跨;最大跨徑41m。組合鋼桁梁橋(鋼桁架梁+混凝土橋面板)Korntal-Mun178
組合鋼桁梁橋以其更能適應(yīng)大跨與重載的特點(diǎn)獲得發(fā)展與競爭力;
1)在德國的鐵路橋中,有較多的組合鋼桁梁橋,如:主跨208m的Nantenbach雙線鐵路橋,三跨連續(xù)梁中間支點(diǎn)的鋼桁架下弦設(shè)有混凝土板相結(jié)合共同受力。
2)丹麥的公鐵兩用厄勒海峽橋的引橋采用了主跨140m的等高度組合鋼桁梁橋,采用全截面預(yù)制整孔吊裝法施工;
3)日本主跨155m的小白倉公路橋是采用預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板的組合鋼桁梁橋;
4)西班牙主跨170m的Sil橋鋼桁梁采用頂推法施工。(tobecontinued) 組合鋼桁梁橋以其更能適應(yīng)大跨與重載的特點(diǎn)獲得發(fā)展與競爭力;179
德國Nantenbach橋,主跨208m的雙線鐵路橋,三跨連續(xù)梁中間支點(diǎn)的鋼桁架下弦設(shè)有混凝土板相結(jié)合共同受力。 德國Nantenbach橋,主跨208m的雙線鐵路橋,三跨180組合鋼箱梁橋
(閉合或槽型截面鋼箱梁+混凝土橋面板)槽型截面鋼箱梁橫截面組合鋼箱梁橋
(閉合或槽型截面鋼箱梁+混凝土橋面板)槽型截面181組合鋼箱梁橋具有抗扭能力強(qiáng)、整體性好、適合曲線以及更能適應(yīng)大跨等特點(diǎn),已經(jīng)有大量的公路、鐵路組合鋼箱梁橋建成。目前連續(xù)組合箱梁橋最大跨度已超過200m,單箱橋面寬度超過30m。(tobecontinued)組合鋼箱梁橋具有抗扭能力強(qiáng)、整體性好、適合曲線以及更能適應(yīng)大182德國海得明登的維拉河谷橋,主跨96m,施工時(shí)鋼箱梁先頂推到位,再現(xiàn)澆橋面板,采用中間支點(diǎn)附件橋面板后澆的間斷施工方法。德國Neuotting橋,主跨154m,采用了雙層組合結(jié)構(gòu),在中間支點(diǎn)附件鋼梁下翼緣附加有混凝土板。德國海得明登的維拉河谷橋,主跨96m,施工時(shí)鋼箱梁先頂推到位183波形鋼腹板箱梁橋
(波形鋼腹板+混凝土頂、底板)波形鋼腹板箱梁橋
(波形鋼腹板+混凝土頂、底板)184波形鋼腹板箱梁橋用波形鋼腹板取代混凝土箱梁的腹板,從而達(dá)到改善力學(xué)性能和減輕上部結(jié)構(gòu)自重的目的。該類橋梁在減少施工量、縮短工期、降低成本以及提高效益等方面有很大的優(yōu)勢。1986年,法國首次設(shè)計(jì)建成了Cognac橋,隨后分別建成了Maupre橋和Asterix橋等;1993日本開始了該類橋梁的建設(shè),陸續(xù)建成新開橋、本谷川橋、興津川橋等,迄今為止日本在建、已建的該類橋梁已有近200座。(tobecontinued)波形鋼腹板箱梁橋用波形鋼腹板取代混凝土箱梁的腹板,從而達(dá)到改185
波形鋼腹板PC組合箱梁橋在20世紀(jì)90年代被介紹到國內(nèi),此后國內(nèi)對這種橋型的科研工作也相繼開展,現(xiàn)已經(jīng)成為研究者的熱門研究課題之一;中國目前為止已建、在建的波形鋼腹板PC箱梁橋有:
青海三道河橋:50m單箱雙室簡支梁橋(已建);
江蘇淮安長征橋:18.5m+30.5m+18.5m連續(xù)梁人行橋(已建);
河南信陽潑河大橋:4×30m先簡支后連續(xù)箱梁公路橋(已建);
重慶永川大堰河橋:25m簡支箱梁公路橋(已建);
山東鄄城黃河大橋主橋:70m+11×120m+70m公路連續(xù)梁橋(已建);
深圳南坪快速路二期工程之南山大橋、平鐵大橋:80m+130m+80m連續(xù)梁橋(完成施工圖設(shè)計(jì));(tobecontinued) 波形鋼腹板PC組合箱梁橋在20世紀(jì)90年代被介紹到國內(nèi),此186法國Maupre橋法國Maupre橋法國Cognac橋法國cognac橋法國Maupre橋法國Maupre橋法國Cognac橋法國c187日本栗東橋日本東京都江涼風(fēng)橋日本栗東橋日本東京都江涼風(fēng)橋188潑河大橋淮安長征橋潑河大橋淮安長征橋189鋼桁腹桿組合梁橋(鋼桁架腹桿+混凝土頂?shù)装澹┓▏鴮υ擃悩蛄哼M(jìn)行了積極探索并取得顯著成就,如:首座鋼桁腹板組合梁橋Boulonnais高架橋;跨徑280m的BrasdelaPlaine橋;日本對該類橋梁也有積極的研究與實(shí)踐,如:主跨85m的Kinokawa橋是日本的第一座鋼桁腹板組合橋。(tobecontinued)鋼桁腹板組合梁橋是用鋼管空間桁架來代替混凝土腹板。鋼桁腹桿組合梁橋(鋼桁架腹桿+混凝土頂?shù)装澹┓▏鴮υ擃悩蛄哼M(jìn)190法國Boulonnais高架橋,首座鋼桁腹板組合梁橋。架設(shè)從1997年1月開始,至1997年12月底完成。Boulonnais高架橋由三座高架橋組成:
Quehen高架橋跨徑布置為(44.5+5×77+44.5)m,梁高5.5m;
Herquelingue高架橋跨徑布置為(52.5+2×77+52.5)m,梁高5.5m;
Echinghen高架橋橋跨布置為(44.5+3×77+93.5+5×110+93.5+3×77)m。法國Boulonnais高架橋,首座鋼桁腹板組合梁橋。架設(shè)從191法國BrasdelaPlaine橋是一座跨越深谷河流的公路橋,1999年開始施工,2001年竣工通車。該橋?yàn)閱慰讋倶?gòu),跨徑280m,全長305m,橋?qū)?1.9m;變截面,跨中梁高4m,橋臺根部梁高17.4m。法國BrasdelaPlaine橋是一座跨越深谷河流的192
法國Arbois橋建于1985年,跨越Cuisance河,等截面三跨連續(xù)公路梁橋,跨徑布置29.85+40.40+29.85m,橋梁全長100.1m,橋面寬度11.0m。
法國Arbois橋建于1985年,跨越Cuisance河,193
日本的Kinokawa高架橋?yàn)?跨連續(xù)鋼桁腹桿混凝土組合梁橋,全長268m(=51.85+2×85.0+43.85m),橋?qū)?0.5m,主梁采用梁高為6m的等截面,腹桿采用鋼管(直徑為φ406.4,t=9.5~22mm)。2003年建成。 日本的Kinokawa高架橋?yàn)?跨連續(xù)鋼桁腹桿混凝土組合梁194鋼管混凝土拱橋鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土而形成的構(gòu)件。鋼管與混凝土相互彌補(bǔ)了彼此的弱點(diǎn),卻充分發(fā)揮了各自的長處:鋼管保護(hù)混凝土在三向受壓時(shí)的縱向開裂,混凝土保證了薄壁鋼管的局部穩(wěn)定;鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在國內(nèi)應(yīng)用較多,而國外則較少采用。鋼管混凝土拱橋鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土而形成的構(gòu)件。195新型組合梁橋少I字梁橋;開口斷面箱梁橋;窄幅箱梁橋;優(yōu)化鋼橋面板少I字梁橋;合理化的桁架橋、組合結(jié)構(gòu)。新型組合梁橋少I字梁橋;196新型組合梁橋—少I字梁橋
少I字梁橋因I型梁數(shù)量少,組合橋面板或預(yù)應(yīng)力橋面板徑增大,主梁減少從而實(shí)現(xiàn)橫梁、橫隔的結(jié)構(gòu)簡化。
經(jīng)濟(jì)適用跨度新型組合梁橋—少I字梁橋少I字梁橋因I型梁數(shù)量197
少I字主梁橋與傳統(tǒng)的多主梁橋比較示意如下:新型組合梁橋—少I字梁橋少I字主梁橋與傳統(tǒng)的多主梁橋比較示意如下:新型組198新型組合梁橋—少I字梁橋
設(shè)定傳統(tǒng)多主梁橋各項(xiàng)目指標(biāo)為100時(shí),相應(yīng)少I字主梁各項(xiàng)目指標(biāo)百分比鋼重大型板材片數(shù)小型板材片數(shù)焊接長度涂裝面積新型組合梁橋—少I字梁橋設(shè)
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